Mar Menor: il flusso sotterraneo di mercurio dalla fragilità dell’acquifero stratificato di Cartagena

L’acquifero stratificato del Campo di Cartagena, vulnerabile per decenni di scarsa gestione del territorio, veicola mercurio e metilmercurio alla laguna. Uno studio dell’ICM-CSIC rivela come un sistema acquifero contaminato diventa una via permanente di trasporto verso il mare.

Il Mar Menor è una laguna costiera della regione di Murcia in Spagna. Con una forma semicircolare, la laguna è separata dal Mar Mediterraneo da una striscia di sabbia lunga 22 km e tra 100 e 1.200 m di larghezza, chiamata La Manga del Mar Menor.

Il nodo critico: la vulnerabilità degli acquiferi stratificati costieri

Un nuovo studio dell’Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) ha identificato una realtà inquietante nella Laguna del Mar Menor.

Lo scarico di acque sotterranee verso la costa rappresenta un canale invisibile ma significativo per il trasporto di mercurio verso l’ecosistema lagunare.

Il fenomeno è noto come Submarine Groundwater Discharge (SGD): il flusso sotterraneo che raggiunge il mare senza passare per fiumi o corsi superficiali.[1][2]

La fonte di questo mercurio non è recente. Proviene dall’acquifero stratificato del Campo di Cartagena, un sistema idrogeologico complesso che nel corso dei decenni è stato sottoposto a una gestione del territorio che non ha tenuto adeguatamente conto della sua natura fragile e vulnerabile.

A differenza di molti altri acquiferi, il sistema di Cartagena è caratterizzato da una stratificazione geologica articolata in cui diversi strati acquiferi sono separati da livelli semiconfinanti.

Questa struttura crea una situazione dove la contaminazione in superficie può facilmente penetrare verso le falde profonde, specialmente quando i pozzi sono perforati in modo inadeguato.

Una volta entrato in questo sistema stratificato, il contaminante rimane intrappolato in un vettore sotterraneo che, a causa dei flussi idrogeologici e della connessione con l’oceano, conduce direttamente verso il mare.

La gestione del territorio e l’infiltrazione progressiva del mercurio

La contaminazione dell’acquifero del Campo di Cartagena rappresenta una lezione storica sulla necessità di proteggere le falde costiere.

Il territorio circostante, per decenni, è stato soggetto a pratiche agricole intensive, attività minerarie e scarichi civili senza la dovuta considerazione dei rischi idrogeologici.

Nel Campo di Cartagena, noto come “orto europeo”, lo sfruttamento intensivo della falda acquifera ha raggiunto livelli critici.

L’80% dei sondaggi nella regione è stato perforato in modo errato, attraversando diversi strati di acquifero senza adeguato isolamento.

Questo ha favorito il trasferimento verticale di contaminanti tra le diverse falde, creando percorsi artificiali per l’infiltrazione del mercurio e di altri inquinanti dalle strati superiori verso le falde confinanti più profonde.

L’agricoltura intensiva è stata un fattore chiave. Il Campo di Cartagena ha utilizzato fertilizzanti chimici, pesticidi e sistemi irrigui che hanno generato acque di drenaggio altamente contaminate.

Queste acque si sono infiltrate nel suolo e hanno raggiunto rapidamente l’acquifero superiore (freativo) a causa della struttura sedimentaria della zona.

Allo stesso modo, i residui minerari derivanti dalle attività estrattive storiche della regione hanno contribuito al carico di metalli pesanti nel sottosuolo.

La mancanza di pianificazione integrata nella gestione territoriale ha significato che nessuno controllava sistematicamente ciò che accadeva in superficie rispetto ai rischi per le falde.

L’acquifero del Campo di Cartagena, una risorsa idrica fondamentale, è stato trattato come se fosse immune dall’inquinamento. Non lo era. E non lo è.

La permanenza: un contaminante che non si allontana

Qui emerge il problema più grave: una volta entrato nell’acquifero stratificato del Campo di Cartagena, il mercurio non scompare.

Non può essere facilmente rimosso. Non può essere bonificato con i metodi tradizionali disponibili oggi.[5][6]

I ricercatori sono chiari: il mercurio che fluisce verso il Mar Menor è in parte “mercurio ereditato”, cioè accumulato nel sottosuolo per decenni a causa dell’attività umana.

Questo accumulo si trova ora nelle falde acquifere stratificate di Cartagena, trasportato continuamente verso il mare attraverso lo scarico sotterraneo.

Una volta che un contaminante raggiunge le falde di un sistema acquifero stratificato costiero, la sua permanenza è praticamente irreversibile.[2][7][8]

La struttura stratificata degli acquiferi del Campo di Cartagena non aiuta. Gli strati semiconfinanti che separano le diverse falde sono costituiti da materiali a bassa permeabilità (argille, limi), ma non completamente impermeabili.

Nel corso del tempo, il mercurio disciolto può diffondere lentamente verso le falde più profonde, mentre gli strati inferiori, una volta contaminati, trasportano il mercurio orizzontalmente verso il mare.[4]

I ricercatori dell’ICM-CSIC non propongono soluzioni radicali di bonifica diretta nel sottosuolo, perché sanno che tali interventi sarebbero “molto complessi” dal punto di vista tecnico e gestionale.

La bonifica di un acquifero costiero stratificato contaminato è, nella maggior parte dei casi, praticamente impossibile.[1]

Le tecniche tradizionali di bonifica, come il “pump and treat”, possono funzionare in acquiferi a singolo strato dove l’acqua si muove secondo direzioni prevedibili.

Nel sistema stratificato del Campo di Cartagena, invece, le acque si muovono verticalmente tra strati diversi e orizzontalmente verso il mare.

Drenare l’intera colonna acquifera significherebbe estrarre miliardi di metri cubi di acqua, con costi insostenibili e risultati ancora incerti.[6][5]

Inoltre, il mercurio si accumula nei sedimenti del fondo dei diversi strati e aderisce alle pareti rocciose.

Un semplice pompaggio dell’acqua non eliminerebbe il contaminante. Il risultato è una tragedia idrogeologica: il mercurio rimarrà nelle falde del Campo di Cartagena per decenni, continuando a fluire verso il Mar Menor, senza che alcun intervento tecnico realistico possa arrestare il processo.[7]

Le dimensioni della contaminazione: il flusso sotterraneo quantificato

Lo studio ha misurato con precisione la portata di mercurio che entra nella laguna attraverso l’acquifero stratificato.

Ogni anno, circa 1 kg di mercurio viene scaricato dalle falde acquifere verso il Mar Menor.

Questa cifra è equivalente a quella che arriva dall’atmosfera. Il flusso sotterraneo apporta una quantità di mercurio 70 volte superiore a quella del Río Albujón, il corso d’acqua superficiale più importante della zona.[2][1]

Céline Lavergne, biologa e autrice principale della ricerca, spiega che questa connessione idrogeologica non è un fenomeno nuovo, bensì una rotta consolidata di trasporto di contaminanti. “Lo scarico sotterraneo funziona come una connessione invisibile che trasporta contaminanti, nutrienti e microorganismi da terra verso gli ecosistemi costieri”, dichiara la ricercatrice.

Il flusso sotterraneo non è statico, bensì un sistema dinamico che “respira” in entrambe le direzioni.[1]

Una buona parte del mercurio misurato proviene dalle falde del Campo di Cartagena ed è stato accumulato negli ultimi 60-80 anni di attività umana non controllata.

Gli stessi ricercatori lo definiscono “mercurio ereditato“: residui accumulati durante decenni di attività mineraria e agricola nella regione circostante.

Questo accumulo è stato immagazzinato nei sedimenti dell’acquifero e ora viene lentamente, ma costantemente, liberato dal flusso sotterraneo verso il mare.[2]

Dinamiche idrogeologiche della laguna costiera e zone vulnerabili

L’acquifero stratificato del Campo di Cartagena non funziona come un semplice canale unidirezionale verso la laguna.

Al contrario, rappresenta un sistema idrogeologico complesso dove le variabili stagionali e climatiche influiscono continuamente sul movimento delle acque sotterranee.

Le piogge, l’evaporazione e l’estrazione di acqua dai pozzi modificano costantemente i flussi tra terra e mare.[2]

La struttura stratigrafica è articolata in più livelli sovrapposti:[4]

Quaternario (superiore, non confinato): sedimenti detriti che costituiscono l’acquifero freativo, collegato direttamente con le acque superficiali e il Mar Menor
Pliocene: arenarie con permeabilità variabile
Messiniano: calcare organico (strato semiconfinante)
Tortoniano: sabbie e conglomerati
Triassico-Permiano: rocce carbonatiche fessurate (basamento)

Questa stratificazione crea una vulnerabilità peculiare: le contaminazioni superficiali penetrano rapidamente verso l’acquifero freativo superiore, e da lì possono diffondere verticalmente verso le falde confinanti inferiori.[4]

In una laguna costiera come il Mar Menor, la zona di mescolamento tra l’acqua sotterranea dolce e l’acqua marina rappresenta un’area critica dal punto di vista geochimico.

È proprio in questa interfaccia che accadono trasformazioni chimiche significative. Le concentrazioni di materia organica sono elevate e i livelli di ossigeno disciolto sono bassi, creando le condizioni ideali per processi biologici particolari.[2]

Lo scarico sotterraneo non è un fenomeno localizzato. Si verifica piuttosto attraverso una rete distribuita di microflussi lungo tutta la costa della laguna. La struttura stratificata del sottosuolo crea una situazione ambientale complessa e difficile da gestire.[9][1]

La trasformazione critica: la metilazione del mercurio

Un aspetto delicato della ricerca riguarda la trasformazione del mercurio ordinario in metilmercurio, la forma più tossica del metallo.

Questa conversione avviene in ambienti anossici (privi di ossigeno) grazie all’azione di batteri specifici. Nella zona di mescolamento tra acque sotterranee e marine del Mar Menor, le condizioni sono ideali per questa trasformazione.[10][11][2]

Lo scarico sotterraneo crea concentrazioni elevate di metilmercurio proprio nelle aree costiere dove il flusso affiora.

I ricercatori descrivono questi punti come “veri e propri hot spot di produzione di metilmercurio”.

La conversione è favorita da basse concentrazioni di ossigeno disciolto e da elevate quantità di materia organica, condizioni frequenti nelle acque stagnanti lagunari.[12][10][2]

Attualmente, i livelli di metilmercurio non rappresentano un rischio immediato per la salute. Tuttavia, il quadro potrebbe cambiare significativamente con il riscaldamento globale. Temperature più elevate intensificano l’attività dei batteri metilanti, potenzialmente accelerando la formazione di questa neurotossina.[1]

Andrea G. Bravo, coautrice dello studio, sottolinea un aspetto fondamentale: anche riducendo le emissioni attuali, i contaminanti immagazzinati nei sedimenti dell’acquifero stratificato possono continuare a essere liberati per decenni. Questa è la conseguenza permanente della contaminazione di una falda costiera.[2]

L’impossibilità della bonifica: una realtà della gestione ambientale

Il messaggio più critico dello studio è questo: i ricercatori non propongono interventi radicali di bonifica nel sottosuolo, perché sanno che tali interventi sarebbero “molto complessi” dal punto di vista tecnico e gestionale. La bonifica di un acquifero costiero stratificato contaminato è, nella maggior parte dei casi, praticamente impossibile.[1]

Le tecniche tradizionali di bonifica possono funzionare in sistemi idrogeologici semplici dove l’acqua si muove secondo geometrie prevedibili. Negli acquiferi stratificati come quello del Campo di Cartagena, la situazione è radicalmente diversa.

L’acqua si muove sia verticalmente (diffusione tra strati) sia orizzontalmente (verso il mare).

Il mercurio disciolto migra lentamente attraverso i materiali semiconfinanti. Il mercurio adsorto rimane nelle particelle sedimentarie.[5][6]

Estrarre l’acqua contaminata da un sistema stratificato significherebbe drenare migliaia di chilometri quadrati di sottosuolo, con rischi ambientali incalcolabili e con risultati ancora incerti sulla rimozione effettiva del contaminante.

Il risultato è che il mercurio rimarrà nelle falde di Cartagena per generazioni, continuando a trasportarsi verso il Mar Menor attraverso lo scarico sotterraneo.[8][7]

Monitoraggio, protezione e la responsabilità presente

La priorità indicata dai ricercatori è il monitoraggio continuo e la protezione dell’ecosistema lagunare nel suo complesso.

Lo studio suggerisce di incorporare la ricerca sulle acque sotterranee nelle politiche di protezione costiera.

Le acque sotterranee dovrebbero entrare nelle priorità della Convenzione di Minamata, il trattato internazionale che mira a ridurre le emissioni e gli impatti del mercurio. Attualmente, il trattato si concentra principalmente su fonti aeree e fluviali.[1][2]

Un elemento cruciale della risposta è la prevenzione di ulteriori contaminazioni. La gestione del territorio nel Campo di Cartagena deve cambiare radicalmente. I nuovi pozzi devono essere perforati secondo standard rigorosi per evitare il trasferimento di contaminanti tra acquiferi diversi. Le pratiche agricole devono incorporare strategie di riduzione dei pesticidi e dei fertilizzanti chimici. Gli scarichi industriali e civili devono essere trattati prima di raggiungere il suolo.[13][3]

Il fenomeno dello scarico sotterraneo è presente in numerosi ecosistemi costieri del Mediterraneo e del mondo. Molti di questi ambienti potrebbero contenere accumuli di mercurio analogo, riversando contaminanti tramite acque sotterranee senza che ciò sia stato documentato sistematicamente.[14][2]

Verso una gestione integrata della vulnerabilità dell’acquifero costiero

Il lavoro dell’ICM-CSIC rappresenta un importante passo verso una comprensione più consapevole di come i contaminanti raggiungono gli ecosistemi costieri e di come la vulnerabilità intrinseca dei sistemi acquiferi stratificati amplifica i rischi ambientali. Il flusso sotterraneo di mercurio nel Mar Menor dimostra che le “strade nascoste” del trasporto di inquinanti possono essere altrettanto significative di quelle visibili.[2]

Lavergne conclude sintetizzando il messaggio dello studio: “Quello che accade sotto la superficie può essere decisivo quanto quello che vediamo. È necessaria una visione più integrale che contempli anche le rotte invisibili di contaminazione”. La storia del mercurio nel Mar Menor evidenzia come gli impatti ambientali del passato rimangono presenti nel presente, e come la protezione efficace degli ecosistemi costieri richiede la comprensione di tutti i percorsi attraverso cui si muovono i contaminanti.[2]

Lo scarico sotterraneo è una dimensione critica della qualità ambientale che merita attenzione nei monitoraggi scientifici e nelle politiche di gestione costiera. Le acque sotterranee e il mare non sono due mondi separati, bensì sistemi strettamente interconnessi dove i flussi invisibili determinano conseguenze visibili.[2]

Per il futuro, la lezione è chiara: la vulnerabilità dei sistemi acquiferi costieri stratificati esige una gestione territoriale preventiva, consapevole e rigorosa. Una volta contaminato, un acquifero rimane contaminato. Non esiste una strategia di bonifica efficace. L’unica via possibile è la prevenzione.

RILEVANZA SPELEOLOGICA E IDROGEOLOGICA

Lo studio rappresenta un modello cruciale per la comprensione dei sistemi acquiferi stratificati e della loro vulnerabilità, nonché del trasporto di contaminanti dalle acque superficiali verso le falde confinanti e poi verso gli ecosistemi costieri.

Per speleologi e idrogeologi, il caso del Mar Menor è una testimonianza della necessità di monitorare costantemente la qualità chimica delle acque sotterranee in ambienti di transizione terra-mare e di proteggere questi sistemi mediante una pianificazione territoriale consapevole e rigorosa della loro fragilità idrogeologica.